摘 要: 闡述一種基于STC89C52RC單片機的計時系統的設計方案, 詳細介紹系統的硬件構成、顯示系統的設計方案、電路設計及程序設計。
關鍵詞: 單片機; 計時系統; 顯示系統; 程序設計
隨著電子技術的日新月異, 單片機的應用技術已逐步成熟, 市場上也出現了基于單片機技術的儀器設備。本文基于STC89S52RC單片機設計了一種計時系統, 可精確到小數點后2位, 計時系統可實現開始計時、停止計時并保持讀數、復位等功能。
1 STC89C52RC單片機簡介
STC89C52RC單片機是宏晶科技推出的超強抗干擾、高速、低功耗單片機, 指令代碼完全兼容傳統8051單片機。其最高頻率時鐘為80 MHz, Flash存儲器為8 KB, RAM為512 bit, E2PROM為2 KB, 可反復擦寫編程。工作溫度為-40℃～+85℃, 內置看門狗電路, 內部電源供電系統、時鐘電路和復位電路都經過特殊處理。“6時鐘/機器周期”和“12時鐘/機器周期”可在ISP編程時反復設置。
2 STC89C52RC單片機計時系統硬件
系統硬件包括STC89C52RC單片機、中斷鍵(按下后計時系統停止計時, 顯示系統保持讀數)、顯示系統。
3 顯示系統
顯示系統硬件介紹：4 bit 8段數碼管(本論文選用的是共陽極數碼管), 54/74LS138譯碼器(位選控制), 74HC245雙向總線發送器/接收器(控制數碼管顯示)。
顯示系統采用單片機驅動數碼管顯示時間讀數, 由54/74LS138譯碼器控制數字顯示的位置, 74HC245雙向總線發送器/接收器控制數碼管顯示數字及何時開始顯示（上電開始計時即開始顯示）。顯示系統原理圖如圖1所示。
本文中只用到了8位數碼管中的4位。
顯示系統程序設計如下所示：
void display(uint result)
{
P2=table[result/1000]; //顯示十位數值
P1=DIS_BIT[3];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000/100]; //顯示個位數值
P1=DIS_BIT[2];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100/10];
//顯示小數點后第一位數值
P1=DIS_BIT[1];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100%10];
//顯示小數點后第二位數值
P1=DIS_BIT[0];
delay50ms(1);
}
4 計時系統原理簡述及結構
當啟動開關按下時, 儀器設備開始工作, 并將電壓信號傳送給STC89C52RC單片機的電源輸入端即VCC端, STC89C52RC單片機定時器開始工作, 同時顯示系統開始工作即開始計時。當中斷鍵按下時, 計時系統停止計時, 顯示系統保持停止時的讀數。P2口控制數碼管顯示的數字, P1接口接顯示系統54/74LS138譯碼器做為位選控制。
本設計中STC89C52RC單片機采用單片機中定時器/計時器0作為計時器。系統結構如圖2所示。
主程序設計如下：
void main()
{
EA=1; //允許總中斷
EX0=1; //外部中斷0的允許
IT0=1; //下降沿觸發外部中斷
TMOD=0x02; //定時器工作方式2
TH0=0; //高位賦值
TL0=0; //低位賦值
ET0=1; //允許定時器0的中斷
TR0=1; //啟動定時器0
while(1)
{
display(second);
}
}
中斷程序設計：
void time0(void) interrupt 1 //外部中斷函數
{
count++;
if(count==39) //顯示到小數點后兩位即最小分辨率
為10 ms, 定時器工作方式2最大計時
為28 μs,即0.256 ms,10/0.256=39.062 5,
所以變量count設置為39
{
count=0;
second++;
}
}
完整程序設計如下所示：
#include<REG52.H>
#include"intrins.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uint second ,sec;
code unsigned char table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00};
uchar code DIS_BIT[10]={0xff,0xfe,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,
0xf9,0xf8};
uint count=0;
uint result；
sbit pause = P3^2; //定義暫停鍵
void delay50ms(uint t)
{
uint j;
for(;t>0;t--)
for(j=245;j>0;j--);
}
void display(uint result)
{
P2=table[result/1000];
P1=DIS_BIT[3];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000/100];
P1=DIS_BIT[2];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100/10];
P1=DIS_BIT[1];
delay50ms(1);
P2=table[result%1000%100%10];
P1=DIS_BIT[0];
delay50ms(1);
}
void Outside_Init0() interrupt 0
{
sec=second;
P2=table[sec/1000];
P1=DIS_BIT[3];
delay50ms(20);
P2=table[sec%1000/100];
P1=DIS_BIT[2];
delay50ms(20);
P2=table[sec%1000%100/10];
P1=DIS_BIT[1];
delay50ms(20);
P2=table[sec%1000%100%10];
P1=DIS_BIT[0];
delay50ms(20);
EA=0;
ET0=0; //允許定時器0的中斷
TR0=0; //啟動定時器0
}
void main()
{
EA=1; //允許總中斷
EX0=1; //外部中斷0的允許
IT0=1; //下降沿觸發外部中斷
TMOD=0x02;
TH0=0;
TL0=0;
ET0=1; //允許定時器0的中斷
TR0=1; //啟動定時器0
while(1)
{
display(second);
}
}
void time0(void) interrupt 1
{
count++;
if(count==39)
{
count=0;
second++;
}
}
以上程序是作者針對所用硬件設計的程序, 部分程序內容需根據具體硬件做適當更改。
顯示誤差計算：
定時器工作方式2最大計時為28 μs, 即0.256 ms, 10/0.256=39.062 5。此時設置計數器中斷運行過程中變量為39, 即1 s誤差為0.062 5 ms。
參考文獻
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